JP4386837B2 - Heat treatment apparatus, semiconductor device manufacturing method, and substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェハやガラス基板等を熱処理するための熱処理装置、半導体装置の製造方法及び半導体ウェハやガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating a semiconductor wafer, a glass substrate or the like, a method for manufacturing a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor wafer or a glass substrate.
例えば縦型熱処理炉を用いて、複数のシリコンウェハ等の基板を熱処理する場合、炭化珪素製の基板支持体（ボート）が用いられている。この基板支持体には、例えば３点で基板を支持する支持溝が設けられている。 For example, when a substrate such as a plurality of silicon wafers is heat-treated using a vertical heat treatment furnace, a silicon carbide substrate support (boat) is used. The substrate support is provided with support grooves for supporting the substrate at, for example, three points.
この場合、１０００°Ｃ程度以上の温度で熱処理すると、支持溝付近で、基板にスリップ転位欠陥が発生し、これがスリップラインになるという問題があった。スリップラインが発生すると、基板の平坦度が劣化する。これらのため、ＬＳＩ製造工程における重要な工程の一つであるリソグラフィ工程で、マスク合わせずれ（焦点ずれ又は変形によるマスク合わせずれ）が生じ、所望パターンを有するＬＳＩの製造が困難であるという問題が発生していた。 In this case, when the heat treatment is performed at a temperature of about 1000 ° C. or more, slip dislocation defects are generated in the substrate in the vicinity of the support groove, which causes a slip line. When a slip line occurs, the flatness of the substrate deteriorates. For these reasons, there is a problem in that it is difficult to manufacture an LSI having a desired pattern due to mask misalignment (focal misalignment or mask misalignment due to deformation) in a lithography process, which is one of important processes in the LSI manufacturing process. It has occurred.
このような問題を解決する手段として、支持溝にまずダミーウェハを載置し、このダミーウェハの上に処理すべき基板を載置する技術が知られている（特許文献１参照）。これは、従来の３点支持からダミーウェハによる面支持に変えることにより、処理すべき基板の自重応力集中を抑え、基板の反り発生を防止し、スリップ転位欠陥が発生するのを防止しようとするものである。 As means for solving such a problem, a technique is known in which a dummy wafer is first placed in a support groove, and a substrate to be processed is placed on the dummy wafer (see Patent Document 1). This is to change the conventional three-point support to the surface support by a dummy wafer, thereby suppressing the concentration of the self-weight stress of the substrate to be processed, preventing the warpage of the substrate, and preventing the occurrence of slip dislocation defects. It is.
また、この種の基板支持体の一つとして、Ｓｉ−ＳｉＣ等のボート基材に、基材中からの不純物汚染を防止するため、ＣＶＤ−ＳｉＣ被膜を形成することが知られている（特許文献２参照）。この公知例によれば、ＣＶＤ−ＳｉＣ被膜の厚さは、３０μｍ〜１００μｍである。即ち、被膜の厚さが３０μｍより小さいと、ボート基材から不純物が被膜表面に拡散して、被膜が不純物の拡散を防止するというＣＶＤ被膜の目的を達成できず、被膜の厚さが１００μｍを超えると、ボート基材のエッジ部にＣＶＤが集中して堆積する肉盛り状態になり、この状態でボート（基板支持体）を使用すると、バリが形成されてパーティクル汚染の原因になるとしている。
また、他の従来例として、Ｓｉ含浸焼結ＳｉＣ材、黒鉛などの基材に対してＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成し、耐熱性、耐衝撃性、耐酸化性、耐食性を改善したものが知られている（特許文献３参照）。この公知例によれば、ＳｉＣ膜の厚さは、２０μｍ〜２００μｍが好ましく、２０μｍ未満では、ＳｉＣ膜自体が消耗を受けるため寿命が短くなるおそれがあり、２００μｍを超えると、ＳｉＣ膜が剥離し易くなるとしている。As one of this type of substrate support, it is known to form a CVD-SiC film on a boat base material such as Si-SiC in order to prevent impurity contamination from the base material (patent) Reference 2). According to this known example, the thickness of the CVD-SiC film is 30 μm to 100 μm. That is, if the thickness of the coating is smaller than 30 μm, impurities cannot be diffused from the boat base material to the coating surface, and the purpose of the CVD coating can be prevented. If it exceeds, it will be in the buildup state where CVD concentrates and accumulates on the edge part of a boat base material, and if a boat (substrate support body) is used in this state, it is said that a burr | flash will be formed and it will cause particle contamination.
As another conventional example, a SiC film is formed by CVD on a substrate such as a Si-impregnated sintered SiC material or graphite to improve heat resistance, impact resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance. (See Patent Document 3). According to this known example, the thickness of the SiC film is preferably 20 μm to 200 μm. If the thickness is less than 20 μm, the SiC film itself may be consumed and the life may be shortened. If the thickness exceeds 200 μm, the SiC film peels off. It will be easier.
また、さらに他の従来例として、ＳｉＣ製の治具（ボート等）の表面にＣＶＤ−ＳｉＣコーティングを施し、その表面にＳｉＯ２膜を形成したものが知られている（特許文献４参照）。この公知例によれば、ＳｉＣコーティングは、基材表面の均一性を確保するために行い、ＳｉＣ膜の厚さは、１００μｍとすることが実施例として示されている。また、ＳｉＯ２膜は、ＣｌＦ３によるドライクリーニング時に基材の減肉を防止するために形成し、その厚さは１００Å〜１００μｍが望ましいとしている。
また、さらに他の従来例として、Ｓｉ−ＳｉＣ製の支持体の表面にＣＶＤ−ＳｉＣを１００μｍ程度被膜することが知られている（特許文献５参照）。Further, as another conventional example, there is known one in which a surface of a SiC jig (boat or the like) is subjected to CVD-SiC coating and an SiO2 film is formed on the surface (see Patent Document 4). According to this known example, the SiC coating is performed to ensure the uniformity of the surface of the substrate, and the thickness of the SiC film is set to 100 μm as an example. In addition, the SiO2 film is formed in order to prevent thinning of the substrate during dry cleaning with ClF3, and the thickness is desirably 100 to 100 [mu] m.
As still another conventional example, it is known that a surface of a Si-SiC support is coated with CVD-SiC by about 100 μm (see Patent Document 5).
しかしながら、本発明者による実験結果によれば、ダミーウェハ上に基板を載置する上記従来例は、３点支持によるものと比較して改善されてはいるものの、スリップラインが発生し、スリップ転位欠陥発生防止という点では不十分であった。 However, according to the experimental results by the present inventors, the above-mentioned conventional example in which the substrate is placed on the dummy wafer is improved as compared with the three-point support, but slip lines are generated and slip dislocation defects occur. It was insufficient in terms of prevention.
この原因は、ダミーウェハが基板と同様に例えば７００μｍというように薄いため、炭化珪素からなる基板支持体との間に発生する熱膨張の差やその他の応力により変形し、このダミーウェハの変形により基板にスリップ転位欠陥を生じさせるためと考えられる。 This is because the dummy wafer is as thin as, for example, 700 μm, like the substrate, and is deformed by a difference in thermal expansion and other stresses generated with the substrate support made of silicon carbide. This is considered to cause slip dislocation defects.
また、本願の発明者らが実験した結果、基板支持体の支持部の基板載置面にコーティングする材料や膜の厚さによっては、その膜の熱膨張率等のためにスリップが発生することがあることを発見した。 In addition, as a result of experiments by the inventors of the present application, depending on the material to be coated on the substrate mounting surface of the support portion of the substrate support and the thickness of the film, slip may occur due to the coefficient of thermal expansion of the film. Found that there is.
そこで、本発明は、熱処理中に発生する基板のスリップ転位欠陥発生を少なくし、高品質な半導体装置を製造することができる熱処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention provides a heat treatment apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate manufacturing method capable of manufacturing a high-quality semiconductor device by reducing the occurrence of slip dislocation defects in the substrate generated during the heat treatment. It is aimed.
上記課題を解決するため、本発明の第１の特徴とするところは、基板を基板支持体により支持した状態で熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、本体部と、この本体部に設けられ、前記基板と接触する支持部とを有し、この支持部は、シリコン製の板状部材から構成されてなり、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部とは接触することなく前記基板を支持するように構成される熱処理装置にある。支持部の厚さは、基板の厚さよりも厚く、１０ｍｍ以下、例えば３ｍｍ〜６ｍｍであることが好ましく、さらに好ましくは４ｍｍ〜５ｍｍがよい。また、支持部の厚さを基板の厚さと比較すると、支持部の厚さは、少なくとも基板の厚さの２倍以上であることが好ましい。
基板支持体は、本体部から平行に載置部が多数延びるボートとして構成することができる。本体部は、例えば炭化珪素から構成することができる。また、支持部は、円柱状、楕円柱状、多角柱状等、一端面に基板を載置できる形状であればよい。この支持部は、本体部の載置部の厚さよりも厚いことが好ましい。In order to solve the above-described problems, a first feature of the present invention is that in a heat treatment apparatus for heat treatment in a state where a substrate is supported by a substrate support, the substrate support is provided on the main body and the main body. It is, and a support portion in contact with the substrate, the support portion is made to be comprised of silicon-made plate-like member, I 10mm or less der least twice the thickness of at least the thickness of the substrate The heat treatment apparatus is configured to support the substrate without coming into contact with the peripheral edge of the substrate . The thickness of the support portion is larger than the thickness of the substrate, and is preferably 10 mm or less, for example, 3 mm to 6 mm, and more preferably 4 mm to 5 mm. Further, when the thickness of the support portion is compared with the thickness of the substrate, the thickness of the support portion is preferably at least twice the thickness of the substrate.
The substrate support can be configured as a boat in which a large number of mounting portions extend in parallel from the main body. The main body can be made of, for example, silicon carbide. Moreover, the support part should just be a shape which can mount a board | substrate on one end surface, such as cylindrical shape, elliptical column shape, polygonal column shape. This support part is preferably thicker than the thickness of the mounting part of the main body part.
本発明の第２の特徴とするところは、基板を基板支持体により支持した状態で熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、本体部と、この本体部に設けられ、前記基板と接触する支持部とを有し、この支持部は、シリコン製の板状部材から構成されてなり、 厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部と は接触することなく前記基板を支持するように構成され、前記基板が載置される基板載置面に、炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料が被覆されてなる熱処理装置にある。
本発明は、基板と同等の硬度や熱膨張率等を持つシリコン製の支持部に炭化珪素等の接着防止膜をコーティングしたものであり、支持部が炭化珪素質を主体とし、その上に炭化珪素等をコーティングする前述した特許文献２〜５に記載された従来例とは、目的、構成及び作用効果を全く異にするものである。
炭化珪素製の膜をコーティングする場合、膜の厚さは、０．１μｍ〜５０μｍとすることが好ましく、より好ましくは０．１μｍ〜１５μｍがよく、さらに好ましくは０．１μｍ〜３μｍがよい。
シリコン製の支持部と炭化珪素製の膜との厚さを両者の割合で示すと、炭化珪素製の膜の厚さがシリコン製の支持部の厚さの０．００２５％〜１．２５％とするのがよく、より好ましくは０．００２５％〜０．３８％がよく、さらに好ましくは０．００２５％〜０．２５％がよい。
シリコン製の支持部にコーティングする膜は、炭化珪素（ＳｉＣ）以外に窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いることができる。窒化珪素製の膜とした場合は、この膜の厚さは０．１μｍ〜３０μｍとすることがよく、より好ましくは０．１μｍ〜５μｍである。According to a second aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus for performing heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support, the substrate support is provided in the main body and the main body and is in contact with the substrate. A support portion, and the support portion is made of a plate-like member made of silicon. The thickness is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and the peripheral portion of the substrate is It is configured to support the substrate without contacting, the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, silicon carbide, silicofluoride-containing nitride, polycrystalline silicon, oxide silicofluoride-containing, glassy carbon, microcrystalline diamond In the heat treatment apparatus in which any one or a plurality of materials are coated.
In the present invention, a silicon support part having a hardness, thermal expansion coefficient, etc. equivalent to that of a substrate is coated with an adhesion prevention film such as silicon carbide. The support part is mainly composed of silicon carbide, and carbonized thereon. The purpose, configuration, and effect are completely different from the conventional examples described in
When coating a film made of silicon carbide, the thickness of the film is preferably 0.1 μm to 50 μm, more preferably 0.1 μm to 15 μm, and even more preferably 0.1 μm to 3 μm.
When the thicknesses of the silicon support portion and the silicon carbide film are expressed as a ratio of both, the thickness of the silicon carbide film is 0.0025% to 1.25% of the thickness of the silicon support portion. More preferably, the content is 0.0025% to 0.38%, and further preferably 0.0025% to 0.25%.
Silicon nitride (Si3N4) can be used in addition to silicon carbide (SiC) for the film coated on the silicon support. When a silicon nitride film is used, the thickness of this film is preferably 0.1 μm to 30 μm, more preferably 0.1 μm to 5 μm.
本発明の第３の特徴とするところは、基板を基板支持体により支持した状態で熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、本体部と、この本体部に設けられ、前記基板と接触する支持部とを有し、この支持部は、シリコン製の板状部材から構成されてなり、 厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部と は接触することなく前記基板を支持するように構成され、前記基板が載置される基板載置面に一又は複数の異なる膜が積層され、最表面の膜の硬度が熱処理温度において最も小さいか、又は最表面の膜が非晶質である熱処理装置にある。
ここで、積層される複数の膜のうち少なくとも一つの膜は、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドから選ばれた材料からなることが好ましい。このように耐熱性が優れた材料をシリコン製の支持部に積層することにより、基板と支持部との接着を防止することができる。
また、複数の膜のうち最表面（基板と接触する面）は、酸化珪素（ＳｉＯ２）等のように熱処理時において他の膜より硬度の小さい材料からなることが好ましい。
また、最表面を、熱処理時において他の膜より硬度が小さく、且つ基板よりも硬度が小さい材料とすることが更に好ましい。また、最表面のＳｉＯ２は非晶質（アモルファス）であることが好ましい。
積層する膜を２層とした場合、そのうちの一つを炭化珪素とし、最表面の膜を酸化珪素とすることが好ましい。
基板支持体の本体部は、炭化珪素（ＳｉＣ）から構成することができる。また、基板支持体は、１つの基板を支持する枚葉式のものであってもよいが、複数の基板を略水平状態で隙間をもって複数段に支持するよう構成することもできる。
また、熱処理装置としては、基板を１０００°Ｃ以上、さらには１３５０°Ｃ以上の高温で処理するものに適用できる。According to a third aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus for performing heat treatment in a state where the substrate is supported by the substrate support, the substrate support is provided in the main body and the main body, and is in contact with the substrate. A support portion, and the support portion is made of a plate-like member made of silicon. The thickness is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and the peripheral portion of the substrate is It is configured to support the substrate without contact, and one or a plurality of different films are stacked on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the outermost film is the smallest at the heat treatment temperature, Alternatively, it is in a heat treatment apparatus in which the outermost film is amorphous.
Here, at least one of the plurality of stacked films includes silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiN), polycrystalline silicon (Poly-Si), silicon oxide (SiO 2 ), glassy carbon, fine carbon, It is preferably made of a material selected from crystalline diamond. By laminating the material having excellent heat resistance on the silicon support portion in this manner, adhesion between the substrate and the support portion can be prevented.
In addition, the outermost surface (the surface in contact with the substrate) of the plurality of films is preferably made of a material having a lower hardness than the other films during heat treatment, such as silicon oxide (SiO 2 ).
Further, it is more preferable that the outermost surface is made of a material having a hardness lower than that of the other film and a hardness lower than that of the substrate during the heat treatment. The outermost SiO 2 is preferably amorphous.
When two films are stacked, it is preferable that one of them is silicon carbide and the outermost film is silicon oxide.
The main body of the substrate support can be composed of silicon carbide (SiC). The substrate support may be a single-wafer type that supports one substrate, but may be configured to support a plurality of substrates in a plurality of stages with a gap in a substantially horizontal state.
Further, the heat treatment apparatus can be applied to a substrate that is processed at a high temperature of 1000 ° C. or higher, further 1350 ° C. or higher.
本発明の第４の特徴とするところは、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理室内 で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁 部とは接触することなく前記基板を支持するシリコン製の板状部材で構成された支持部により、前記基板を支持した状態で熱処理する工程と、前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程とを有する基板の製造方法にある。It is a fourth aspect of the present invention includes the steps of loading a substrate into a processing chamber, with the processing chamber, I 10mm or less der least twice the thickness of at least the thickness of said substrate, said substrate the support unit composed of a silicon-made plate-like member for supporting the substrate without contacting the peripheral portion, a step of heat treatment while supporting the substrate, from the processing chamber to the substrate after the heat treatment And a step of unloading the substrate.
本発明の第５の特徴とするところは、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理室内 で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁 部とは接触することなく前記基板を支持するように構成され、前記基板が載置される基板載置面に炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されてなるシリコン製の板状部 材で構成された支持部とこの支持部を載置する本体部とを有する基板支持体により、前記 基板を支持した状態で熱処理する工程と、前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程とを有する基板の製造方法にある。The fifth feature of the present invention is that a substrate is carried into the processing chamber , and the thickness of the substrate is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm in the processing chamber. the parts are configured to support the substrate without contact, silicon carbide on a substrate mounting surface on which the substrate is mounted, silicofluoride-containing nitride, polycrystalline silicon, oxide silicofluoride-containing, glassy carbon, fine the substrate support having a body portion for mounting the support portion and the support portion film containing any one or more materials are composed of a silicon plate member made of coated out of crystal diamond a step of heat treatment while supporting the substrate, there the substrate after the heat treatment in the production method of a substrate and a step of unloading from the processing chamber.
本発明の第６の特徴とするところは、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理室内 で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁 部とは接触することなく前記基板を支持するシリコン製の板状部材で構成された支持部により、前記基板を支持した状態で熱処理する工程と、前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程とを有する半導体装置の製造方法にある。It is a sixth aspect of the present invention includes the steps of loading a substrate into a processing chamber, with the processing chamber, I 10mm or less der least twice the thickness of at least the thickness of said substrate, said substrate the support unit composed of a silicon-made plate-like member for supporting the substrate without contacting the peripheral portion, a step of heat treatment while supporting the substrate, from the processing chamber to the substrate after the heat treatment And a step of carrying out the semiconductor device.
本発明の第７の特徴とするところは、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理室内 で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁 部とは接触することなく前記基板を支持するように構成され、前記基板が載置される基板載置面に炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されてなるシリコン製の板状部 材で構成された支持部とこの支持部を載置する本体部とを有する基板支持体により、前記 基板を支持した状態で熱処理する工程と、前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程とを有する半導体装置の製造方法にある。A seventh feature of the present invention is that a substrate is loaded into a processing chamber , and the thickness of the substrate is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm in the processing chamber. the parts are configured to support the substrate without contact, silicon carbide on a substrate mounting surface on which the substrate is mounted, silicofluoride-containing nitride, polycrystalline silicon, oxide silicofluoride-containing, glassy carbon, fine the substrate support having a body portion for mounting the support portion and the support portion film containing any one or more materials are composed of a silicon plate member made of coated out of crystal diamond , in a method of manufacturing a semiconductor device having a step of heat treatment while supporting the substrate, and a step of unloading the substrate after the heat treatment than the processing chamber.
本件発明の第８の特徴とするところは、基板を熱処理する反応炉と、前記反応炉内で基The eighth feature of the present invention is that a reaction furnace for heat-treating a substrate and a substrate in the reaction furnace are provided. 板を支持する基板支持体と、を有する熱処理装置において、前記基板支持体は、前記基板And a substrate support for supporting the plate, wherein the substrate support is the substrate. と接触する支持部と、この支持部を支持する本体部とを有し、前記本体部は炭化珪素製でAnd a main body that supports the support, and the main body is made of silicon carbide. あり、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であってAnd the supporting part has a thickness of at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm. 、直径が前記基板の直径よりも小さいシリコン製の板状部材で構成され、前記支持部の前A plate-shaped member made of silicon whose diameter is smaller than the diameter of the substrate, and in front of the support portion 記基板が載置される基板載置面には酸化珪素膜が設けられる熱処理装置にある。The heat treatment apparatus is provided with a silicon oxide film on the substrate placement surface on which the substrate is placed.
本件発明の第９の特徴とするところは、基板を熱処理する反応炉と、前記反応炉内で基The ninth feature of the present invention is that a reaction furnace for heat-treating a substrate and a base in the reaction furnace are provided. 板を支持する基板支持体と、を有する熱処理装置において、前記基板支持体は、前記基板And a substrate support that supports the plate, wherein the substrate support is the substrate. と接触する支持部と、この支持部を支持するプレートと、このプレートを支持する本体部A support part that contacts the plate, a plate that supports the support part, and a main body part that supports the plate とを有し、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であAnd the support part has a thickness of at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm. って、直径が前記基板の直径および前記プレートの直径よりも小さいシリコン製の板状部Thus, a silicon plate-like portion whose diameter is smaller than the diameter of the substrate and the diameter of the plate 材から構成され、前記支持部の前記基板が載置される基板載置面には酸化珪素膜が設けらThe substrate mounting surface on which the substrate of the support portion is mounted is provided with a silicon oxide film. れる熱処理装置にある。Heat treatment equipment.
本件発明の第１０の特徴とするところは、基板を基板支持体により支持した状態で酸素The tenth feature of the present invention is that the substrate is supported by a substrate support with oxygen in the state. を用いて熱処理する熱処理装置において、前記基板支持体は、前記基板と接触する支持部In the heat treatment apparatus for heat treatment using the substrate, the substrate support is a support portion that contacts the substrate と、この支持部を支持する本体部とを有し、前記支持部は、シリコン製の板状部材から構And a main body part that supports the support part, and the support part is made of a silicon plate-like member. 成され、少なくとも前記支持部の前記基板が載置される基板載置面には酸化珪素膜が設けAnd a silicon oxide film is provided on at least the substrate mounting surface on which the substrate of the supporting portion is mounted. られ、該酸化珪素膜は前記熱処理により形成される熱処理装置にある。The silicon oxide film is in a heat treatment apparatus formed by the heat treatment.
本件発明の第１１の特徴とするところは、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理An eleventh feature of the present invention is that a step of carrying a substrate into a processing chamber and the processing 室内で、シリコン製の板状部材から構成され少なくとも前記基板が載置される基板載置面A substrate mounting surface that is made of a silicon plate-like member and on which at least the substrate is mounted. に酸化珪素膜が設けられた支持部により、前記基板を支持した状態で、酸素を用いて熱処In a state where the substrate is supported by a support portion provided with a silicon oxide film on the substrate, heat treatment is performed using oxygen. 理する工程と、熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有し、前記支持And a step of unloading the substrate after heat treatment from the processing chamber, and the supporting 部の前記基板載置面に設けられた前記酸化珪素膜は前記熱処理により形成される半導体装The silicon oxide film provided on the substrate mounting surface of the part is a semiconductor device formed by the heat treatment. 置の製造方法にある。In the manufacturing method.
本件発明の第１２の特徴とするところは、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理A twelfth feature of the present invention is that a step of carrying a substrate into a processing chamber and the processing 室内で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記In the room, the thickness is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and the diameter is 基板の直径よりも小さく、前記基板が載置される基板載置面に酸化珪素膜が被覆されてなIt is smaller than the diameter of the substrate, and the substrate mounting surface on which the substrate is mounted is not covered with a silicon oxide film. るシリコン製の板状部材で構成された支持部と、この支持部を支持し、直径が前記支持部A support portion made of a silicon plate-shaped member, and the support portion, the diameter of the support portion の直径よりも大きいプレートと、このプレートを支持する本体部と、を有する基板支持体A substrate support having a plate larger than the diameter of the plate and a main body for supporting the plate により、前記基板を支持した状態で熱処理する工程と、前記熱処理後の前記基板を前記処A step of heat-treating the substrate while supporting the substrate after the heat treatment. 理室より搬出する工程とを有する基板の製造方法にある。And a step of carrying out the substrate from the barber.
本件発明の第１３の特徴とするところは、基板内へ酸素イオンを注入する工程と、酸素The thirteenth feature of the present invention is the step of implanting oxygen ions into the substrate, and oxygen イオンが注入された前記基板を、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以The substrate into which ions are implanted has a thickness of at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm. 下であって、直径が前記基板の直径よりも小さいシリコン製の板状部材で構成され、前記A plate-shaped member made of silicon having a diameter smaller than the diameter of the substrate, 基板が載置される基板載置面に酸化珪素膜が設けられた支持部により支持した状態で、酸In a state where the substrate mounting surface on which the substrate is mounted is supported by a support portion provided with a silicon oxide film, 素雰囲気下で熱処理する工程とを有するＳＩＭＯＸ基板の製造方法にある。A method of manufacturing a SIMOX substrate having a step of heat-treating in an atmosphere.
本件発明の第１４の特徴とするところは、基板を熱処理する際に前記基板を支持する支A fourteenth feature of the present invention is that a support for supporting the substrate when the substrate is heat-treated. 持部であって、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であり、直径がA holding portion having a thickness of at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and a diameter of 前記基板の直径よりも小さいシリコン製の板状部材から構成されてなる支持部にある。It is in the support part comprised from the plate-shaped member made from silicon smaller than the diameter of the said board | substrate.
本件発明の第１５の特徴とするところは、基板を熱処理する際に前記基板を支持する基A fifteenth feature of the present invention is a substrate supporting the substrate when the substrate is heat-treated. 板支持体であって、前記基板と接触する支持部と、この支持部を支持する本体部とを有しIt is a plate support, and has a support part that comes into contact with the substrate and a main body part that supports the support part. 、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であり、直径The support portion has a thickness that is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and has a diameter of が前記基板の直径よりも小さいシリコン製の板状部材から構成されてなる基板支持体にあIs a substrate support made of a plate member made of silicon smaller than the diameter of the substrate. る。The
本件発明の第１６の特徴とするところは、基板を熱処理する際に前記基板を支持する基The sixteenth feature of the present invention is a substrate supporting the substrate when the substrate is heat-treated. 板支持体であって、前記基板と接触する支持部と、この支持部を支持するプレートと、こA plate support, which is in contact with the substrate, and a plate that supports the support; のプレートを支持する本体部とを有し、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さA main body that supports the plate, and the support has a thickness of at least the substrate. の２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記基板の直径および前記プレートの直径より2 to 10 mm, and the diameter is greater than the diameter of the substrate and the diameter of the plate も小さいシリコン製の板状部材から構成されてなる基板支持体にある。Is also a substrate support made of a small silicon plate-like member.
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る熱処理装置１０が示されている。この熱処理装置１０は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体１２を有する。この筺体１２には、ポッドステージ１４が接続されており、このポッドステージ１４にポッド１６が搬送される。ポッド１６は、例えば２５枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１４にセットされる。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
筺体１２内において、ポッドステージ１４に対向する位置には、ポッド搬送装置１８が配置されている。また、このポッド搬送装置１８の近傍には、ポッド棚２０、ポッドオープナ２２及び基板枚数検知器２４が配置されている。ポッド搬送装置１８は、ポッドステージ１４とポッド棚２０とポッドオープナ２２との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２２は、ポッド１６の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド１６内の基板枚数が基板枚数検知器２４により検知される。
さらに、筺体１２内には、基板移載機２６、ノッチアライナ２８及び基板支持体３０（ボート）が配置されている。基板移載機２６は、例えば５枚の基板を取り出すことができるアーム３２を有し、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ２８及び基板支持体３０間で基板を搬送する。ノッチアライナ２８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板のノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。In the
Further, a
図２において、反応炉４０が示されている。この反応炉４０は、反応管４２を有し、この反応管４２内に基板支持体３０が挿入される。反応管４２の下方は、基板支持体３０を挿入するために開放され、この開放部分はシールキャップ４４により密閉されるようにしてある。また、反応管４２の周囲は、均熱管４６により覆われ、さらに均熱管４６の周囲にヒータ４８が配置されている。熱電対５０は、反応管４２と均熱管４６との間に配置され、反応炉４０内の温度をモニタできるようにしてある。そして、反応管４２には、処理ガスを導入する導入管５２と、処理ガスを排気する排気管５４とが接続されている。 In FIG. 2, a
次に上述したように構成された熱処理装置１０の作用について説明する。
まず、ポッドステージ１４に複数枚の基板を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置１８によりポッド１６をポッドステージ１４からポッド棚２０へ搬送し、このポッド棚２０にストックする。次に、ポッド搬送装置１８により、このポッド棚２０にストックされたポッド１６をポッドオープナ２２に搬送してセットし、このポッドオープナ２２によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２４によりポッド１６に収容されている基板の枚数を検知する。Next, the operation of the
First, when a
次に、基板移載機２６により、ポッドオープナ２２の位置にあるポッド１６から基板を取り出し、ノッチアライナ２８に移載する。このノッチアライナ２８においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板のノッチを同じ位置に整列させる。次に、基板移載機２６により、ノッチアライナ２８から基板を取り出し、基板支持体３０に移載する。 Next, the substrate is transferred from the
このようにして、１バッチ分の基板を基板支持体３０に移載すると、例えば７００°Ｃ程度の温度に設定された反応炉４０内に複数枚の基板を装填した基板支持体３０を装入し、シールキャップ４４により反応管４２内を密閉する。次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、導入管５２から処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素、アルゴン、水素、酸素等が含まれる。基板を熱処理する際、基板は例えば１０００°Ｃ程度以上の温度に加熱される。なお、この間、熱電対５０により反応管４２内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、熱処理プログラムに従って基板の熱処理を実施する。 In this way, when one batch of substrates is transferred to the
基板の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を７００°Ｃ程度の温度に降温した後、基板支持体３０を反応炉４０からアンロードし、基板支持体３０に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持体３０を所定位置で待機させる。なお、炉内温度降温の際も、熱電対５０により反応管４２内の温度をモニタしながら、予め設定された降温プログラムに従って降温を実施する。次に、待機させた基板支持体３０の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、基板支持体３０から基板を取り出し、ポッドオープナ２２にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置１８により、基板が収容されたポッド１６をポッド棚２０に搬送し、さらにポッドステージ１４に搬送して完了する。 When the heat treatment of the substrate is completed, for example, after the temperature in the furnace is lowered to a temperature of about 700 ° C., the
次に上記基板支持体３０について詳述する。
図３乃至図５において、基板支持体３０は、本体部５６と支持部５８とから構成されている。本体部５６は、例えば炭化珪素からなり、上部板６０、下部板６２、及び該上部板６０と下部板６２とを接続する支柱６４を有する。また、この本体部５６には、この支柱６４から前述した基板移載機２６側に延びる載置部６６が多数平行に形成されている。Next, the
3 to 5, the
支持部５８はシリコン製の板状部材からなり、例えば基板６８と同心円状の円柱状に形成され、この支持部５８の下面が載置部６６上面に接触して支持部５８が載置部６６上に載置され、支持部５８の上面に基板６８の下面が接触して基板６８を載置支持する。 The
支持部５８の直径は、基板６８の直径より小さく、即ち、支持部５８の上面は、基板６８の下面である平坦面の面積より小さな面積を有し、基板６８は、該基板６８の周縁を残して支持部５８に支持されている。基板６８は例えば直径が３００ｍｍであり、したがって、支持部５８の直径は３００ｍｍ未満であり、１００ｍｍ〜２５０ｍｍ程度（基板外径の１/３〜５/６程度）が好ましい。
なお、支持部５８の直径（面積）は、基板６８の直径（面積）より大きくすることもできる。この場合は、支持部５８の厚さをさらに厚くすることが好ましい。The diameter of the
Note that the diameter (area) of the
また、この支持部５８の円柱軸方向の厚さは、基板６８の厚さよりも厚く形成されている。基板６８の厚さは、例えば７００μｍであり、したがって、支持部５８の厚さは、７００μｍを越えており、１０ｍｍまでは可能であり、少なくとも基板６８の厚さの２倍以上、例えば３ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、更には３ｍｍ〜６ｍｍが好ましく、更には４ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。また、この支持部５８の厚さは、載置部６６の厚さよりも厚くなっている。支持部５８の厚さをこのような厚さとするのは、支持部５８自体の剛性を増し、支持部５８の熱処理時の変形を抑制するためである。
なお、熱処理時の変形を抑制することができるのであれば、必ずしもシリコン製の支持部５８の厚さは、基板６８の厚さよりも厚く形成する必要はない。Further, the thickness of the
If the deformation during the heat treatment can be suppressed, the thickness of the
図６に示すように、支持部５８に対応して載置部６６に円形の嵌合溝７４を形成し、この嵌合溝７４に支持部５８を嵌合させるようにしてもよい。支持部５８の厚さを薄くすることなく維持したまま、支持部５８と載置部６６との合計の厚さを薄くすることができ、一度に処理する基板６８の処理枚数を増やすことができる。また、嵌合溝７４に支持部５８を嵌合させることにより支持部５８の位置を安定させることができる。この場合、支持部５８と嵌合溝７４との間には、熱膨張を考慮して若干の隙間を形成してもよい。 As shown in FIG. 6, a circular
また、図７に示すように、載置部６６に開口６６ａを設け、支持部５８の下面に、開口６６ａに嵌る凸部５８ａを設け、この支持部５８の凸部５８ａを載置部６６の開口６６ａに嵌め込むようにしてもよい。本発明では、このような形状のものも、板状部材に含めるものとする。なお、この場合も、支持部５８の凸部５８ａと載置部６６の開口６６ａとの間には、熱膨張を考慮して若干の隙間を形成するとよい。
なお、支持部５８の形状は、この実施形態のように円柱状である必要はなく、楕円柱や多角柱として構成することもできる。また、支持部５８は、載置部６６に固定することもできる。Further, as shown in FIG. 7, an opening 66 a is provided in the mounting
In addition, the shape of the
支持部５８の基板６８側の上面(基板載置面）には、接着防止層(コーティングされた膜）７０が形成されている。この接着防止層７０は、例えばシリコン表面を処理することにより、又はＣＶＤ(プラズマＣＶＤ又は熱ＣＶＤ）等によりシリコン表面上に堆積（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）することにより形成した窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）膜、炭化珪素（ＳｉＣ）膜、酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンド等、耐熱性及び耐磨耗性に優れた材料からなり、基板６８の処理後の支持部５８と基板６８との接着を防止するようにしてある。接着防止層７０を炭化珪素（ＳｉＣ）製の膜とした場合、膜の厚さは、０．１μｍ〜５０μｍの範囲とすることが好ましい。炭化珪素製の膜７０を厚くすると、シリコンと炭化珪素との熱膨張率の差により、シリコン製の支持部５８が炭化珪素製の膜７０に引っ張られて支持部全体の変形量が大きくなり、この大きな変形によって基板６８にスリップが発生するおそれがある。これに対して炭化珪素製の膜７０を上記のような厚さとすると、シリコン製の支持部５８が炭化珪素製の膜７０に引っ張られる量が少なくなり、支持部全体の変形量も少なくなる。即ち、炭化珪素製の膜７０を薄くすると支持部５８と膜７０との熱膨張率の差による応力が低減し、支持部全体の変形量が少なくなり、支持部全体の熱膨張率も本来のシリコンの熱膨張率（基板６８がシリコンの場合は略同等の熱膨張率）に近づき、スリップの発生を防止できるものである。An adhesion preventing layer (coated film) 70 is formed on the upper surface (substrate mounting surface) of the
炭化珪素製の膜７０の厚さを０．１μｍ未満とすると、炭化珪素の膜７０が薄過ぎて消耗し、シリコン製の支持部５８に炭化珪素を再コーティングする必要が生じ、同一の支持部５８を繰り返し使用することができなくなる。この膜７０の厚さを０．１μｍ以上とすれば、炭化珪素の膜７０をシリコン製の支持部５８に頻繁に再コーティングする必要がなくなり、同一の支持部５８を繰り返し使用することができる。尚、炭化珪素製の膜７０の厚さを１μｍ以上とすれば、更に膜が消耗しなくなり、同一の支持部５８を繰り返し使用できる回数が一層増えるので好ましい。 If the thickness of the
炭化珪素製の膜７０の厚さを５０μｍを超えるようにすると、炭化珪素製の膜７０自体が割れやすくなり、この割れが原因で基板にスリップも発生しやすくなる。この膜７０の厚さを５０μｍ以下とすれば、膜７０の割れが生じにくくなり、上述したようにシリコン製の膜の厚さを１５μｍ以下とすると基板のスリップが殆ど発生しなくなる。さらに炭化珪素製の膜７０の厚さを０．１μｍ〜３μｍとすると基板６８のスリップは発生しなくなる。よって、炭化珪素製の膜７０の厚さは、０．１μｍ〜５０μｍとするのがよく、より好ましくは０．１μｍ〜１５μｍがよく、さらに好ましくは０．１μｍ〜３μｍがよい。 When the thickness of the
シリコン製の支持部５８と炭化珪素製の膜７０との厚さを両者の割合で示すと、炭化珪素製の膜７０の厚さがシリコン製の支持部５８の厚さの０．００２５％〜１．２５％とするのがよく、より好ましくは０．００２５％〜０．３８％がよく、さらに好ましくは０．００２５％〜０．２５％がよい。 When the thicknesses of the
膜７０は、炭化珪素以外に窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を同様にプラズマＣＶＤ又は熱ＣＶＤによりコーティングして形成することができる。窒化珪素製とした場合は、この膜７０の厚さは０．１μｍ〜３０μｍとすることがよく、より好ましくは０．１μｍ〜５μｍとするのがよい。The
また、支持部５８の上面周縁には、滑らかな面取りを施して凹部７２が形成されている。この凹部７２は、支持部５８の周縁に基板６８が接触して基板６８に傷等が発生するのを防止する。 Further, a
なお、支持部５８の全面に、接着防止層７０を形成するのではなく、図８に示すように、支持部５８の基板載置面の一部に、これらの材料からなるチップ７６を載せて、このチップ７６により基板６８を支持するようにしてもよい。この場合、チップ７６は３個以上設けることが好ましい。 Instead of forming the
また、図９に示すように、支持部５８の周縁近傍に同心円状の溝７８を形成し、基板６８との接触面積を減らし、基板６８が支持部５８との接触により傷が発生する確率を減らすことができると共に、基板６８がずれるのを防止することができる。 Further, as shown in FIG. 9,
上記実施形態においては、支持部５８の厚さを前述のような基板６８の厚さよりも厚い所定の厚さとしたので、支持部５８の剛性を大きくすることができ、基板搬入時、昇温、降温時、熱処理時、基板搬出時等における温度変化に対する支持部５８の変形を抑制することができる。これにより支持部５８の変形に起因する基板６８へのスリップ発生を防止することができる。また、支持部５８の材質を基板６８と同じ材質であるシリコン製、即ち、シリコン製の基板６８と同じ熱膨張率や硬度を持つ材質としたので、温度変化に対する基板６８と支持部５８との熱膨張、熱収縮の差をなくすことができ、また、基板６８と支持部５８との接触点で応力が発生してもその応力を開放し易くなるので、基板６８に傷が発生しにくくなる。これにより基板６８と支持部５８との熱膨張率の差や硬度の差に起因する基板６８へのスリップ発生を防止することができる。 In the above-described embodiment, since the thickness of the
なお、上記実施形態及び実施例の説明では、支持部の直径（面積）が基板よりも小さい場合について説明したが、基板直径よりも支持部直径を大きくすることもできる。この場合は、支持部５８の剛性を確保するため、支持部５８の厚さをさらに厚くする必要がある。 In the description of the above embodiment and examples, the case where the diameter (area) of the support portion is smaller than that of the substrate has been described. However, the support portion diameter can be made larger than the substrate diameter. In this case, it is necessary to further increase the thickness of the
また、シリコン製の支持部５８には、炭化珪素製の膜等の接着防止膜７０がコーティングされているので、支持部５８と基板６８との熱による接着を防止することができる。膜７０は、上述したように薄く形成されているので、支持部５８と膜７０との熱膨張率の差による応力を小さくすることができ、シリコン製の支持部５８の熱膨張に支障を与えることがなく、膜７０を含めた支持部全体を本来のシリコンが持つ熱膨張率と略同等に維持することができるものである。尚、膜７０は支持部５８の裏面や側面にもコーティングしてもよい。 Further, since the
図１０において、支持部５８に関する種々の変形例が示されている。
前述した実施形態においては、支持部５８の基板載置面にのみ膜７０を形成したが、図１０（ａ）に示すように、支持部５８の全体、即ち、支持部５８の表面（基板載置面）、側面及び裏面に膜７０を形成してもよい。
また、図１０（ｂ）に示すように、支持部５８の裏面を除いて、支持部５８の表面（基板載置面）及び側面に膜７０を形成することもできる。
また、膜７０は一層に限られるものではなく、複数の層として形成してもよく、例えば図１０（ｃ）に示すように、第１の膜８０の上に第２の膜８２を形成することができる。第１の膜８０は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、ガラス状炭素又は微結晶ダイヤモンドからなる。炭化珪素又は窒化珪素から構成する場合は、前述したように、プラズマＣＶＤ又は熱ＣＶＤにて形成することができる。また、第２の膜８２は、熱処理時において第１の膜７０よりも硬度が小さい材料、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）から構成することができる。このように、最表面となる第２の膜８２を熱処理時において第１の膜８０よりも硬度が小さい材料とすることにより、高温熱処理時に基板６８と支持部５８との接触点で応力が発生した場合に応力を開放し易くなるので、基板６８に傷を与えにくくなり、スリップが発生しにくくなる。特に最表面の膜７０を、熱処理時において基板（Ｓｉ）６８より硬度が小さいＳｉＯ２とした場合、熱処理時においては、高度の小さい方のＳｉＯ２が壊れて応力を開放するので、硬度の大きい方の基板６８に傷を発生させず、スリップを発生することがない。即ち、最表面を、熱処理時において他の膜より硬度が小さく、且つ基板よりも硬度が小さい材料とすることが更に好ましい。In FIG. 10, various modifications regarding the
In the embodiment described above, the
Further, as shown in FIG. 10B, the
The
また、最表面のＳｉＯ２は非晶質（アモルファス）であることが好ましい。基板６８と支持部５８とは高温になれば、それらの接触点で融着するが、そのとき支持部５８の基板６８との接触点が結晶である場合、結晶部分は粘性流動しないので、熱膨張の差による応力を開放できず、最終的には基板６８と支持部５８とのどちらかにスリップが発生する。これに対して支持部５８の基板６８との接触点が非晶質である場合、その非晶質部分は粘性流動（粘性変形）するので、基板６８と支持部５８とが融着しても、接触点で発生した応力を開放することが可能となり、基板６８に傷を発生させず、スリップ発生を防止することができる。The outermost SiO 2 is preferably amorphous. When the temperature of the
また、図１０（ｄ）に示すように、支持部５８は、支持部５８の基板載置面の周縁部分を残して切欠かれ、中心側で円形に形成された切欠部８４と、周縁でリング状に形成された突部８６とから構成され、この突部８６の基板載置面及び側面に第１の膜８０と第２の膜８２を形成してもよい。これにより、基板６８が接触する面積を少なくすることができる。 Further, as shown in FIG. 10 (d), the
なお、第２の膜８２は、第１の膜８０と同様にＣＶＤ等により形成することもできるが、後述するように、基板６８を処理するときに自然に形成されるものであってもよい。 The
[実施例１]
図１１において、本発明に係る第１実施例が示されている。前述した実施形態と同様に例えば本体部が炭化珪素から構成された基板支持体３０には、載置部６６が支柱６４から平行に突出形成されている。尚、支柱は複数本、例えば３〜４本設けられる。プレート（土台）８８は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）製の円柱状の板状部材からなり、該プレート８８の下面周縁が載置部６６に支持されている。支持部８２は、シリコン（Ｓｉ）製の円柱状の板状部材からなり、プレート８８の上面に載置されている。該支持部８２の上面には、例えば炭化珪素からなる接着防止層７０が形成されている。この接着防止層７０は０．１μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。基板６８は、この接着防止層７０を介して支持部８２に支持されている。
プレート８８及び支持部８２の厚さは、それぞれ基板６８の厚さよりも厚いことが好ましいが、支持部８２の厚さのみが基板６８の厚さよりも厚くなるようにしてもよい。[Example 1]
FIG. 11 shows a first embodiment according to the present invention. Similar to the above-described embodiment, for example, a mounting
The thickness of the
プレート８８は、直径Φ３０８ｍｍ、厚さ３ｍｍとした。支持部８２は、直径Φ２００ｍｍ、厚さ４ｍｍとした。基板６８は、直径Φ３００ｍｍ、厚さ７００μｍのシリコンウエハである。炭化珪素からなる接着防止層７０は０．１μｍ〜５０μｍとした。熱処理は、６００°Ｃの温度に保持した反応炉内に基板支持体３０に支持した基板６８をロードし、基板ロード後、反応炉内を処理温度である１２００°Ｃ、又は１３５０°Ｃまで昇温し、窒素（Ｎ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスを導入して反応炉内を処理温度に所定時間保持し、その後反応炉内温度を６００°Ｃに降温して基板支持体３０に支持された基板６８をアンロードした。尚、基板６８の昇温、降温速度は高温になる程、遅くなるよう多段階で昇温、降温するようにした。このように多段階で昇温、降温するのは（高温である程、昇温速度、降温速度を小さくするのは）高温で急激に温度を変化させると、基板面内で均一に温度が変化せず、スリップ発生の原因となるからである。熱処理時間は合計で１３〜１４時間程度とした。その結果、処理温度が、１２００°Ｃの場合、１３５０°Ｃの場合のいずれの場合においても基板６８にはスリップの発生は見られなかった。 The
[実施例２]
図１２において、本発明に係る第２実施例が示されている。前述した実施形態と同様に例えば本体部が炭化珪素から構成された基板支持体３０には、載置部６６が支柱６４から平行に突出形成されている。尚、支柱６４は複数本、例えば３本又は４本設けられる。プレート（土台）８８は、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）製の円柱状の板状部材からなり、該プレート８８の下面周縁が載置部６６に支持されている。そして、このプレート８８には、前述した円柱状の板状部材からなるシリコン（Ｓｉ）製の支持部５８が載置されている。さらに、支持部５８の上面には、例えば炭化珪素からなる接着防止層７０が形成されている。[Example 2]
FIG. 12 shows a second embodiment according to the present invention. Similar to the above-described embodiment, for example, a mounting
本体部が炭化珪素製の基板支持体３０に厚さ２．５ｍｍ〜３ｍｍ、直径Φ３０８ｍｍの炭化珪素製プレート８８を支持し、その上に、厚さ４ｍｍ、直径Φ２００ｍｍ、基板載置面に接着防止層としての炭化珪素膜７０をコーティングしたシリコン製の支持部５８を載せ、その上に厚さ７００μｍ、直径Φ３００ｍｍのシリコンウェハである基板６８を載置した。熱処理は、図１２に示すように、６００°Ｃの温度に保持した反応炉内に基板支持体３０に支持した基板６８をロードし、基板ロード後、反応炉内を処理温度である１３５０°Ｃまで昇温度速度を段階的に変えて昇温し、窒素（Ｎ２）ガスと酸素（Ｏ２）ガスを導入して反応炉内を処理温度に所定時間保持し、その後反応炉内温度を６００°Ｃまで降温速度を段階的に変えて降温して基板支持体３０に支持された基板６８をアンロードした。基板６８の昇温、降温速度は高温になる程、遅くなるようにした。即ち、室温から６００°Ｃまでの昇温速度よりも、６００°Ｃから１０００°Ｃまでの昇温速度の方が遅く、６００°Ｃから１０００°Ｃまでの昇温速度よりも１０００°Ｃから１２００°Ｃまでの昇温速度の方が遅く、１０００°Ｃから１２００°Ｃまでの昇温速度よりも１２００°Ｃから１３５０°Ｃまでの昇温速度の方が遅くなるようにした。また、逆に１３５０°Ｃから１２００°Ｃまでの降温速度の方が、１２００°Ｃから１０００°Ｃまでの降温速度よりも遅く、１２００°Ｃから１０００°Ｃまでの降温速度の方が、１０００°Ｃから６００°Ｃまでの降温速度よりも遅く、１０００°Ｃから６００°Ｃまでの降温速度の方が、６００°Ｃから室温までの降温速度よりも遅くなるようにした。このように多段階で昇温、降温するのは（高温である程、昇温速度、降温速度を小さくするのは）高温で急激に温度を変化させると、基板面内で均一に温度が変化せず、スリップ発生の原因となるからである。熱処理時間は合計で１３〜１４時間程度とした。その結果、炭化珪素製の膜７０を０．１μｍ〜３μｍとしたときは、基板６８にはスリップは発生しなかった。膜７０を１５μｍ、５０μｍとしたときは、基板６８にはスリップは殆ど発生しなかった。The main body supports a
上記実施例を繰り返し行った結果、１回目の評価よりも、２回目以降の評価の方が、スリップは発生しにくくなることが分った。これは、１回目の評価におけるＮ２、Ｏ２雰囲気下での熱処理で支持部５８上の膜７０の表面に非晶質（アモルファス）状のＳｉＯ２膜が形成されることが原因と考えられる。この非晶質状のＳｉＯ２膜が支持部５８の最表面に形成されることにより、支持部５８の基板６８と接触する部分の硬度が熱処理時においてＳｉＣ製の膜７０やＳｉ製の基板６８より小さくなり、高温熱処理時において基板６８と支持部５８との接触点で応力が発生してもその応力を開放することができる。しかもＳｉＯ２が非晶質であることから、高温熱処理時において基板６８と支持部５８とがそれらの接触点で融着しても、非晶質部分の粘性流動により融着した接触点で発生した応力を、非晶質ＳｉＯ２が粘性流動（粘性変形）することにより開放することができる。その結果、２回目以降の評価における高温熱処理時の基板６８の傷発生を抑制することができるようになり、基板６８へのスリップ発生を抑制できるようになったものと考えられる。
なお、本実施例においては、Ｓｉ製の支持部５８上面に設けたＳｉＣ製の膜７０の表面に、アモルファス状のＳｉＯ２膜が形成される場合について説明したが、Ｓｉ製の支持部５８の表面に、直接アモルファス状のＳｉＯ２を設けるようにしてもよいのは勿論のことである。As a result of repeating the above examples, it was found that slips are less likely to occur in the second and subsequent evaluations than in the first evaluation. This is considered due to the fact that an amorphous SiO 2 film is formed on the surface of the
In this embodiment, the case where an amorphous SiO 2 film is formed on the surface of the
なお、上記実施形態及び実施例の説明にあっては、熱処理装置として、複数の基板を熱処理するバッチ式のものを用いたが、これに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。 In the description of the above embodiment and examples, a batch-type apparatus for heat-treating a plurality of substrates was used as the heat treatment apparatus, but the present invention is not limited to this, and a single-wafer type is used. Also good.
本発明の熱処理装置は、基板の製造工程にも適用することができる。
ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハの一種であるＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）ウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用する例について説明する。The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a substrate manufacturing process.
An example in which the heat treatment apparatus of the present invention is applied to one step of a manufacturing process of a SIMOX (Separation by Implanted Oxygen) wafer which is a kind of SOI (Silicon On Insulator) wafer will be described.
まずイオン注入装置等により単結晶シリコンウエハ内へ酸素イオンをイオン注入する。その後、酸素イオンが注入されたウエハを上記実施形態の熱処理装置を用いて、例えばＡｒ、Ｏ２雰囲気のもと、１３００°Ｃ〜１４００°Ｃ、例えば１３５０°Ｃ以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にＳｉＯ２層が形成された（ＳｉＯ２層が埋め込まれた）ＳＩＭＯＸウエハが作製される。
また、ＳＩＭＯＸウエハの他，水素アニールウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することも可能である。この場合、ウエハを本発明の熱処理装置を用いて、水素雰囲気中で１２００°Ｃ程度以上の高温でアニールすることとなる。これによりＩＣ（集積回路）が作られるウエハ表面層の結晶欠陥を低減することができ、結晶の完全性を高めることができる。First, oxygen ions are implanted into the single crystal silicon wafer by an ion implantation apparatus or the like. Thereafter, the wafer into which oxygen ions are implanted is annealed at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C., for example, 1350 ° C. or higher, for example, in an Ar, O 2 atmosphere using the heat treatment apparatus of the above embodiment. By these processes, a SIMOX wafer in which a SiO 2 layer is formed inside the wafer (a SiO 2 layer is embedded) is manufactured.
In addition to the SIMOX wafer, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to one step of the manufacturing process of the hydrogen anneal wafer. In this case, the wafer is annealed at a high temperature of about 1200 ° C. or higher in a hydrogen atmosphere using the heat treatment apparatus of the present invention. As a result, crystal defects in the wafer surface layer on which an IC (integrated circuit) is formed can be reduced, and crystal integrity can be improved.
また、この他、エピタキシャルウエハの製造工程の一工程に本発明の熱処理装置を適用することも可能である。
以上のような基板の製造工程の一工程として行う高温アニール処理を行う場合であっても、本発明の熱処理装置を用いることにより、基板のスリップの発生を防止することができる。In addition, the heat treatment apparatus of the present invention can be applied to one step of the epitaxial wafer manufacturing process.
Even in the case of performing the high-temperature annealing process performed as one step of the substrate manufacturing process as described above, the occurrence of the substrate slip can be prevented by using the heat treatment apparatus of the present invention.
本発明の熱処理装置は、半導体装置の製造工程にも適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化（パイロジェニック酸化）、ＨＣｌ酸化等の熱酸化工程や、硼素（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等の不純物（ドーパント）を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to a semiconductor device manufacturing process.
In particular, a heat treatment process performed at a relatively high temperature, for example, a thermal oxidation process such as wet oxidation, dry oxidation, hydrogen combustion oxidation (pyrogenic oxidation), HCl oxidation, boron (B), phosphorus (P), arsenic (As ), An antimony (Sb) or other impurity (dopant) is preferably applied to a thermal diffusion process for diffusing the semiconductor thin film.
このような半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理工程を行う場合においても、本発明の熱処理装置を用いることにより、スリップの発生を防止することができる。 Even in the case of performing the heat treatment step as one step of such a semiconductor device manufacturing step, the occurrence of slip can be prevented by using the heat treatment apparatus of the present invention.
以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次のような実施形態が含まれる。
（１）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部の厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上であることを特徴とする熱処理装置。
（２）請求項１記載の熱処理装置において、前記本体部は、前記支持部を載置する載置部を有し、前記支持部の厚さが前記載置部の厚さよりも厚いことを特徴とする熱処理装置。
（３）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部は、前記基板が載置される基板載置面に、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料が被覆されてなることを特徴とする熱処理装置。
（４）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部は、前記基板が載置される基板載置面に、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料からなるチップが一つ又は複数設けられてなることを特徴とする熱処理装置。
（５）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部は、前記基板が載置される基板載置面に、凹部又は基板と同心円状の溝が形成されてなることを特徴とする熱処理装置。
（６）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部は、前記基板が載置される基板載置面の周縁に、凹部又は基板と同心円状の溝が形成されてなることを特徴とする熱処理装置。
（７）請求項１記載の熱処理装置において、前記本体部は、前記支持部を載置する載置部を有し、この載置部に前記支持部が嵌合する嵌合溝が形成されていることを特徴とする熱処理装置。
（８）請求項１記載の熱処理装置において、前記本体部は、前記支持部を載置する載置部を有し、この載置部に開口又は溝が形成され、前記支持部には、前記開口または溝に嵌る凸部が設けられ、この支持部の凸部が前記開口又は溝に嵌合されていることを特徴とする熱処理装置。
（９）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部の基板載置面の面積は基板平坦面の面積よりも小さいことを特徴とする熱処理装置。
（１０）請求項１記載の熱処理装置において、前記支持部は円柱状であり、前記支持部の直径が基板の直径よりも小さいことを特徴とする熱処理装置。
（１１）請求項６記載の熱処理装置において、前記炭化珪素膜の膜圧はが支持部の厚さの0.0025％〜1.25％であることを特徴とする熱処理装置。
（１２）請求項６記載の熱処理装置において、前記炭化珪素膜の膜圧が支持部の厚さの0.0025％〜0.38％であることを特徴とする熱処理装置。
（１３）請求項６記載の熱処理装置において、前記炭化珪素膜の膜圧が支持部の厚さの0.0025％〜0.25％であることを特徴とする熱処理装置。
（１４）請求項６記載の熱処理装置において、前記支持部の最上面には酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が形成されていることを特徴とする熱処理装置。
（１５）請求項１０記載の熱処理装置において、前記複数の膜は２種類の膜からなり、そのうち一つは炭化珪素（ＳｉＣ）膜であり、最上面の膜は酸化珪素（ＳｉＯ２）膜であることを特徴とする熱処理装置。
（１６）請求項１記載の熱処理装置において、前記本体部の構成物は炭化珪素（ＳiＣ）であることを特徴とする熱処理装置。
（１７）請求項１記載の熱処理装置において、前記基板支持体は、複数枚の基板を略水平状態で隙間をもって複数段に支持されてなるように構成されてなることを特徴とする熱処理装置。
（１８）請求項１記載の熱処理装置において、熱処理は１０００°Ｃ以上の温度で行うことを特徴とする熱処理装置。
（１９）請求項１記載の熱処理装置において、熱処理は、１３５０°Ｃ以上の温度で行うことを特徴とする熱処理装置。
（２０）処理室内に基板を搬入する工程と、基板の厚さよりも厚いシリコン製の板状部材から構成された支持部により基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。
（２１）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料からなる膜がコートされたシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。
（２２）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に複数の異なる膜が積層され、該複数の膜のうち最表面の膜の硬度が熱処理温度において最も小さいか、又は最表面の膜が非晶質であるシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前期処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法。
（２３）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に複数の異なる膜が積層され、該複数の膜のうち最表面の膜の硬度が熱処理温度において最も小さいか、又は最表面の膜が非晶質であるシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前期処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（２４）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に複数の異なる膜が積層され、該複数の膜のうち最表面の膜の硬度が熱処理温度において最も小さいか、又は最表面の膜が非晶質であるシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部により支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前期処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。
（２５）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に炭化珪素（ＳｉＣ）膜が形成され、更に最表面に酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が形成されたシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部に支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法。
（２６）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に炭化珪素（ＳｉＣ）膜が形成され、更に最表面に酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が形成されたシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部に支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（２７）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面に炭化珪素（ＳｉＣ）膜が形成され、更に最表面に酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が形成されたシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部に支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。
（２８）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面にコーティング膜が形成され、該コーティング膜の硬度が熱処理温度において熱処理時における基板の硬度よりも小さいか、又はコーティング膜が非晶質であるシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部に支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板の製造方法。
（２９）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面にコーティング膜が形成され、該コーティング膜の硬度が熱処理温度において熱処理時における基板の硬度よりも小さいか、又はコーティング膜が非晶質であるシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部に支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（３０）処理室内に基板を搬入する工程と、基板が載置される基板載置面にコーティング膜が形成され、該コーティング膜の硬度が熱処理温度において熱処理時における基板の硬度よりも小さいか、又はコーティング膜が非晶質であるシリコン製の支持部により前記基板を支持する工程と、前記処理室内で前記基板を前記支持部に支持した状態で熱処理する工程と、前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有することを特徴とする基板処理方法。As described above, the present invention is characterized by the matters described in the claims, and further includes the following embodiments.
(1) The heat treatment apparatus according to
(2) The heat treatment apparatus according to
(3) In the heat treatment apparatus according to
(4) In the heat treatment apparatus according to
(5) The heat treatment apparatus according to
(6) The heat treatment apparatus according to
(7) In the heat treatment apparatus according to
(8) In the heat treatment apparatus according to
(9) The heat treatment apparatus according to
(10) The heat treatment apparatus according to
(11) The heat treatment apparatus according to claim 6, wherein the film pressure of the silicon carbide film is 0.0025% to 1.25% of the thickness of the support portion.
(12) The heat treatment apparatus according to claim 6, wherein a film pressure of the silicon carbide film is 0.0025% to 0.38% of a thickness of the support portion.
(13) The heat treatment apparatus according to claim 6, wherein a film pressure of the silicon carbide film is 0.0025% to 0.25% of a thickness of the support portion.
(14) The heat treatment apparatus according to claim 6, wherein a silicon oxide (SiO2) film is formed on the uppermost surface of the support portion.
(15) In the heat treatment apparatus according to
(16) The heat treatment apparatus according to
(17) The heat treatment apparatus according to
(18) The heat treatment apparatus according to
(19) The heat treatment apparatus according to
(20) A step of carrying the substrate into the processing chamber, a step of supporting the substrate by a support portion made of a silicon plate-like member thicker than the thickness of the substrate, and the substrate in the processing chamber by the support portion. A substrate processing method comprising a step of heat-treating in a supported state and a step of unloading the substrate from the processing chamber.
(21) Any one of silicon carbide (SiC), silicon oxide (SiO 2 ), glassy carbon, and microcrystalline diamond on the substrate loading surface on which the substrate is placed, and a step of carrying the substrate into the processing chamber Or a step of supporting the substrate by a silicon support portion coated with a film made of a plurality of materials, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and the processing of the substrate. And a step of unloading from the chamber.
(22) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and a plurality of different films are stacked on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the outermost film among the plurality of films is the smallest at the heat treatment temperature. Or a step of supporting the substrate by a silicon support portion whose outermost film is amorphous, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and And a step of unloading the substrate from the previous process chamber.
(23) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and a plurality of different films are stacked on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the outermost film among the plurality of films is the smallest at the heat treatment temperature Or a step of supporting the substrate by a silicon support portion whose outermost film is amorphous, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and And a step of unloading from the previous process chamber.
(24) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and a plurality of different films are stacked on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the outermost film among the plurality of films is the smallest at the heat treatment temperature Or a step of supporting the substrate by a silicon support portion whose outermost film is amorphous, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and And a step of unloading from the previous process chamber.
(25) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and silicon having a silicon carbide (SiC) film formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and further a silicon oxide (SiO 2 ) film formed on the outermost surface A step of supporting the substrate by a support portion made of metal, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and a step of unloading the substrate from the processing chamber. A method for manufacturing a substrate.
(26) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and silicon having a silicon carbide (SiC) film formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and a silicon oxide (SiO 2 ) film formed on the outermost surface A step of supporting the substrate by a support portion made of metal, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and a step of unloading the substrate from the processing chamber. A method for manufacturing a semiconductor device.
(27) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and silicon having a silicon carbide (SiC) film formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and further a silicon oxide (SiO 2 ) film formed on the outermost surface A step of supporting the substrate by a support portion made of metal, a step of heat-treating the substrate in a state of being supported by the support portion in the processing chamber, and a step of unloading the substrate from the processing chamber. A substrate processing method.
(28) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and a coating film is formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the coating film is smaller than the hardness of the substrate at the time of heat treatment at the heat treatment temperature, Or a step of supporting the substrate by a support portion made of silicon whose coating film is amorphous, a step of heat-treating the substrate in the processing chamber while being supported by the support portion, and the substrate from the processing chamber And a step of unloading the substrate.
(29) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and a coating film is formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the coating film is smaller than the hardness of the substrate at the time of heat treatment at the heat treatment temperature, Or a step of supporting the substrate by a support portion made of silicon whose coating film is amorphous, a step of heat-treating the substrate in the processing chamber while being supported by the support portion, and the substrate from the processing chamber And a step of carrying out the semiconductor device.
(30) A step of carrying the substrate into the processing chamber, and a coating film is formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted, and the hardness of the coating film is smaller than the hardness of the substrate during the heat treatment at the heat treatment temperature, Or a step of supporting the substrate by a support portion made of silicon whose coating film is amorphous, a step of heat-treating the substrate in the processing chamber while being supported by the support portion, and the substrate from the processing chamber And a step of carrying out the substrate processing method.
以上述べたように、本発明によれば、基板の厚さよりも厚いシリコン製の板状部材から構成された支持部により基板を支持するようにしたので、基板にスリップ転位欠陥が生じるのを防止することができる。
また、本発明によれば、シリコン製の支持部に炭化珪素や窒化珪素膜や、酸化珪素等の接着防止層をコーティングしたので、基板にスリップが生じるのを防止することができると共に、熱処理後の基板と支持部との接着を防止することができる。また、支持部の基板載置面にコーティングした膜の硬度が、熱処理時において、熱処理時における基板の硬度よりも小さいか、又はコーティング膜が非晶質となるようにしたので、基板にスリップが生じるのを更に防止することができる。また、支持部の基板載置面に複数の膜をコーティングする場合、最表面の膜の硬度が熱処理時において最も小さいか、又は最表面の膜が非晶質となるようにしたので、この場合においても、基板にスリップが生じるのをさらに防止することができるものである。As described above, according to the present invention, since the substrate is supported by the support portion composed of the plate member made of silicon thicker than the thickness of the substrate, it is possible to prevent the occurrence of slip dislocation defects in the substrate. can do.
Further, according to the present invention, since the silicon support portion is coated with an adhesion prevention layer such as silicon carbide, silicon nitride film, or silicon oxide, it is possible to prevent the substrate from slipping and after heat treatment. Adhesion between the substrate and the support portion can be prevented. In addition, since the hardness of the film coated on the substrate mounting surface of the support portion is smaller than the hardness of the substrate during the heat treatment or the coating film becomes amorphous during the heat treatment, the substrate has slip. It can be further prevented from occurring. In addition, when coating a plurality of films on the substrate mounting surface of the support part, the hardness of the outermost film is the smallest during heat treatment, or the outermost film is made amorphous, so in this case In this case, it is possible to further prevent the substrate from slipping.
本発明は、熱処理中に発生する基板のスリップ転位欠陥発生を少なくし、高品質な半導体装置を製造することができる熱処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a heat treatment apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate manufacturing method capable of manufacturing a high-quality semiconductor device by reducing the occurrence of slip dislocation defects in the substrate generated during the heat treatment.
Claims (15)
前記処理室内で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部とは接触することなく前記基板を支持するように構成され、前記基板が載置される基板載置面に炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されてなるシリコン製の板状部材で構成された支持部とこの支持部を載置する本体部とを有する基板支持体により、前記基板を支持した状態で熱処理する工程と、
前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程と、
を有することを特徴とする基板の製造方法。A step of carrying the substrate into the processing chamber;
In the processing chamber, the thickness is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and is configured to support the substrate without coming into contact with the peripheral edge of the substrate. A plate made of silicon in which a substrate mounting surface is coated with a film containing any one or a plurality of materials of silicon carbide, silicon nitride, polycrystalline silicon, silicon oxide, glassy carbon, and microcrystalline diamond A step of performing a heat treatment in a state where the substrate is supported by a substrate support body having a support portion made of a member and a main body portion on which the support portion is placed;
Unloading the substrate after the heat treatment from the processing chamber;
A method for manufacturing a substrate, comprising:
前記処理室内で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部とは接触することなく前記基板を支持するように構成され、前記基板が載置される基板載置面に炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されてなるシリコン製の板状部材で構成された支持部とこの支持部を載置する本体部とを有する基板支持体により、前記基板を支持した状態で熱処理する工程と、
前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。A step of carrying the substrate into the processing chamber;
In the processing chamber, the thickness is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and is configured to support the substrate without coming into contact with the peripheral edge of the substrate. A plate made of silicon in which a substrate mounting surface is coated with a film containing any one or a plurality of materials of silicon carbide, silicon nitride, polycrystalline silicon, silicon oxide, glassy carbon, and microcrystalline diamond A step of performing a heat treatment in a state where the substrate is supported by a substrate support body having a support portion made of a member and a main body portion on which the support portion is placed;
Unloading the substrate after the heat treatment from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記反応炉内で基板を支持する基板支持体と、を有する熱処理装置において、
前記基板支持体は、前記基板と接触する支持部と、この支持部を支持する本体部とを有し、前記本体部は炭化珪素製であり、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記基板の直径よりも小さいシリコン製の板状部材で構成され、前記支持部の前記基板が載置される基板載置面には酸化珪素膜が設けられることを特徴とする熱処理装置。A reactor for heat-treating the substrate;
In a heat treatment apparatus having a substrate support for supporting a substrate in the reaction furnace,
The substrate support includes a support part that contacts the substrate and a main body part that supports the support part, the main body part is made of silicon carbide, and the support part has a thickness of at least the substrate. A silicon plate-like member having a diameter that is not less than twice the thickness and not more than 10 mm and whose diameter is smaller than the diameter of the substrate is formed on the substrate mounting surface on which the substrate of the support portion is mounted. A heat treatment apparatus provided with a film.
前記反応炉内で基板を支持する基板支持体と、を有する熱処理装置において、
前記基板支持体は、前記基板と接触する支持部と、この支持部を支持するプレートと、このプレートを支持する本体部とを有し、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記基板の直径および前記プレートの直径よりも小さいシリコン製の板状部材から構成され、前記支持部の前記基板が載置される基板載置面には酸化珪素膜が設けられることを特徴とする熱処理装置。A reactor for heat-treating the substrate;
In a heat treatment apparatus having a substrate support for supporting a substrate in the reaction furnace,
The substrate support includes a support portion that contacts the substrate, a plate that supports the support portion, and a main body portion that supports the plate, and the support portion has a thickness of at least the thickness of the substrate. A substrate mounting surface on which the substrate of the support portion is placed, the diameter of the substrate being smaller than the diameter of the substrate and the diameter of the plate. Is a heat treatment apparatus provided with a silicon oxide film.
前記処理室内で、シリコン製の板状部材から構成され少なくとも前記基板が載置される基板載置面に酸化珪素膜が設けられた支持部により、前記基板を支持した状態で、酸素を用いて熱処理する工程と、
熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程と、を有し、
前記支持部の前記基板載置面に設けられた前記酸化珪素膜は前記熱処理により形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。A step of carrying the substrate into the processing chamber;
In the processing chamber, oxygen is used in a state where the substrate is supported by a support portion that is composed of a plate member made of silicon and is provided with a silicon oxide film on at least a substrate placement surface on which the substrate is placed. A heat treatment step;
Carrying out the substrate after the heat treatment from the processing chamber,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the silicon oxide film provided on the substrate mounting surface of the support portion is formed by the heat treatment.
前記処理室内で、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記基板の直径よりも小さく、前記基板が載置される基板載置面に酸化珪素膜が被覆されてなるシリコン製の板状部材で構成された支持部と、この支持部を支持し、直径が前記支持部の直径よりも大きいプレートと、このプレートを支持する本体部と、を有する基板支持体により、前記基板を支持した状態で熱処理する工程と、
前記熱処理後の前記基板を前記処理室より搬出する工程と、
を有することを特徴とする基板の製造方法。A step of carrying the substrate into the processing chamber;
In the processing chamber, the thickness is at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, the diameter is smaller than the diameter of the substrate, and a silicon oxide film is formed on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted A substrate having a support portion composed of a silicon plate-like member that is coated, a plate that supports the support portion and has a diameter larger than the diameter of the support portion, and a main body portion that supports the plate. Heat-treating in a state where the substrate is supported by a support;
Unloading the substrate after the heat treatment from the processing chamber;
A method for manufacturing a substrate, comprising:
酸素イオンが注入された前記基板を、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記基板の直径よりも小さいシリコン製の板状部材で構成され、前記基板が載置される基板載置面に酸化珪素膜が設けられた支持部により支持した状態で、酸素雰囲気下で熱処理する工程と、
を有することを特徴とするＳＩＭＯＸ基板の製造方法。Implanting oxygen ions into the substrate;
The substrate into which oxygen ions are implanted is composed of a silicon plate-like member having a thickness of at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm, and having a diameter smaller than the diameter of the substrate. Heat-treating in an oxygen atmosphere in a state of being supported by a support portion provided with a silicon oxide film on a substrate placement surface on which is placed,
A method for manufacturing a SIMOX substrate, comprising:
厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部とは接触することなく前記基板を支持するシリコン製の板状部材で構成され、前記基板が載置される基板載置面には炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されていることを特徴とする支持部。A support part for supporting the substrate when heat-treating the substrate,
What thickness of at least a thickness of 2 times or more 10mm or less der of the substrate, wherein the peripheral portion of the substrate is composed of silicon plate member for supporting the substrate without contacting the substrate mounting The substrate mounting surface to be placed is coated with a film containing one or more materials of silicon carbide, silicon nitride, polycrystalline silicon, silicon oxide, glassy carbon, and microcrystalline diamond The support part.
前記基板と接触する支持部と、この支持部を支持する本体部とを有し、
前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、前記基板の周縁部とは接触することなく前記基板を支持するシリコン製の板状部材で構成され、前記基板が載置される基板載置面には炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されていることを特徴とする基板支持体。A substrate support for supporting the substrate when heat-treating the substrate,
A support portion that contacts the substrate, and a main body portion that supports the support portion,
The supporting part is I 10mm or less der least twice the thickness of at least the thickness of the substrate, wherein the peripheral portion of the substrate is composed of silicon plate member for supporting the substrate without contacting The substrate mounting surface on which the substrate is mounted is coated with a film containing one or more materials of silicon carbide, silicon nitride, polycrystalline silicon, silicon oxide, glassy carbon, and microcrystalline diamond. substrate support, characterized in that is.
前記基板と接触する支持部と、この支持部を支持するプレートと、このプレートを支持する本体部とを有し、前記支持部は、厚さが少なくとも前記基板の厚さの２倍以上１０ｍｍ以下であって、直径が前記基板の直径および前記プレートの直径よりも小さいシリコン製の板状部材で構成され、前記基板が載置される基板載置面には炭化珪素、窒化珪素、多結晶シリコン、酸化珪素、ガラス状炭素、微結晶ダイヤモンドのうちいずれか一つ又は複数の材料を含む膜が被覆されていることを特徴とする基板支持体。A substrate support for supporting the substrate when heat-treating the substrate,
A support portion that contacts the substrate; a plate that supports the support portion; and a main body portion that supports the plate. The support portion has a thickness of at least twice the thickness of the substrate and not more than 10 mm. And a silicon plate-like member having a diameter smaller than the diameter of the substrate and the diameter of the plate, and silicon carbide, silicon nitride, polycrystalline silicon on the substrate mounting surface on which the substrate is mounted A substrate support characterized by being coated with a film containing any one or a plurality of materials selected from silicon oxide, glassy carbon, and microcrystalline diamond .
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